Fisk med pubertetsproblemer

Velfødd fisk blir fort kjønnsmoden - og det skaper problemer for oppdrettere. Japanske forskere har imidlertid funnet genet til et protein som kan være nøkkelen til å forstå prosessen. Nå samarbeider de med norske forskere for å lære mer.

Publisert

Proteinet er sannsynligvis i slekt med leptin, som er et viktig signalstoff hos mennesker.

Hos oss er det blant annet er knyttet til kroppens oppstart av kjønnsmodningsprosessen, og til fettlagring.

Hos fisk har man aldri funnet leptin, men i 2005 kunne professor Tadahide Kurokawa dokumentere genet for et protein som i stor grad likner leptin, og som ligger på samme sted som leptingenet gjør hos pattedyr.

- Først viste vi at genarrangementet rundt dette genet var likt hos fisk og pattedyr. Deretter analyserte vi selve genet som lå der leptingenet finnes hos pattedyr, forklarer Kurokawa.

Samme funksjon?

Genet har rundt 20 prosents homologi (likhet) med leptingenet hos pattedyr. Det høres kanskje ikke mye ut - men selv der genet er ulikt pattedyrleptingenet, er strukturen svært lik, forteller Kurokawa.

"Tadahide Kurokawa var den første som beskrev fiskeleptingenet. Nå har han innledet samarbeid med forskere ved Universitetet i Bergen, for å finne ut mer om hvordan det fungerer. (Foto: Lars Holger Ursin)"
"Tadahide Kurokawa var den første som beskrev fiskeleptingenet. Nå har han innledet samarbeid med forskere ved Universitetet i Bergen, for å finne ut mer om hvordan det fungerer. (Foto: Lars Holger Ursin)"

- Spørsmålet er om det har den samme funksjonen, sier Kurokawa.

Det kunne nemlig bidratt til å finne en løsning på noe som er et stort problem i fiskeoppdrett, som forskere ved Universitetet i Bergen har vært opptatte av: For tidlig kjønnsmodning.

Hos mennesker er sammenhengen mellom energibalanse og start av kjønnsmodning bedre kjent - og det er antatt at leptin spiller en viktig rolle her.

For eksempel har danske forskere vist at barn som tidligere har vært underernært, og siden får energioverskudd i kosten, kan komme tidligere i puberteten enn andre.

Da tar kroppen det som et signal på at det er en god tid å starte puberteten.

Samtidig kan barn der leptingenet ikke er uttrykt, ikke komme i puberteten. Dersom disse barna får behandling med rekombinant leptin, altså leptin produsert av bakterier som har fått et fungerende gen plassert i sitt DNA, begynner pubertetsprosessen som normalt.

Energikrevende pubertet

- Vi mennesker når en bestemt størrelse der vi blir værende resten av livet - i alle fall vokser vi ikke mer i høyden.

- For de fleste fisk, blant annet laks og torsk, er det annerledes - de kan vokse og vokse videre, forklarer professor Ivar Rønnestad.

"Professor Ivar Rønnestad. (Foto: Lars Holger Ursin)"
"Professor Ivar Rønnestad. (Foto: Lars Holger Ursin)"

Han leder samarbeidsprosjektet mellom Universitetet i Bergen og det japanske Nasjonale forskningsinstituttet for akvakultur og fiskeri, som Kurokawa er tilknyttet.

Nettopp fordi fisk kan vokse og vokse, er det viktig for oppdretterne at de gjør nettopp det - og ikke begynner å bruke energi på andre ting.

Prosessene som startes i puberteten, er nemlig energikrevende - noe som igjen betyr at fiskekroppen må prioritere den tilgjengelige energien annerledes.

En del energi går derfor for eksempel med til å produsere reproduksjonsorganer, altså rogn og melke, på bekostning av vekst i størrelse.

Filetene blir dårligere, og fisken deponerer mindre fett. Store, fysiologiske systemer i fiskekroppen forandrer seg også.

I tillegg endrer fisken adferd: Den blir mer aggressiv og krever større territorium, noe som gjør den mer stresset, og mer utsatt for skade og sykdom.

For noen av våre mest populære matfisk, laksefiskene, er pubertetsprosessen ekstra spesiell.

Har laget kunstig fiskeleptin

- De reproduserer bare én gang i livet. Da blir det helt avgjørende når kjønnsmodningen starter opp. Det er det for alle arter, men spesielt for laksefiskene, forklarer professor Sigurd Stefansson ved Institutt for biologi.

"Professor Sigurd Stefansson. (Foto: Lars Holger Ursin)"
"Professor Sigurd Stefansson. (Foto: Lars Holger Ursin)"

Han har tidligere vært involvert i prosjekter som viser at kjønnsmodningsprosessen til disse fiskeartene også er avhengig av lys- og miljøforhold - dermed er dette en prosess som både er avhengig av sesongvariasjoner og energibalansen hos fisk.

- Først og fremst er det viktig for oss å forstå disse prosessene, slik at vi kan sette i verk tiltak på riktig tidspunkt, fortsetter Stefansson.

Forskerne har begynt med å karakterisere fiskeleptinet, nå som de kjenner hele genet som produserer det.

- Det er gjort funn som tyder på at vi finner stoffet i vev der det er deponert fett. Dette er forventet fordi vi går ut fra at proteinet spiller en rolle i å kommunisere fettstatusen i kroppen til hjernen, forklarer Rønnestad.

Forskere har allerede produsert fiskeleptin in vitro, i bakteriekulturer som får implantert genet i sitt eget bakterie-DNA. De vil nå teste om det kunstige leptinet kan forårsake at kjønnsmodningen blir igangsatt.

Vil nøste opp kommunikasjonslinjene

- I tillegg har vi sammen med Havforskningsinstituttet satt i gang forsøk der vi tester ut forskjellige forstyrker på unge fisk, og ser hva det har av betydning for tidlig kjønnsmodning, forklarer Stefansson.

Det er flere andre prosjekt på gang, blant annet for å kartlegge kommunikasjonslinjene stoffet deltar i. Deriblant ett hvor de vil se på genet for reseptoren til fiskeleptinet - for å se når det blir uttrykt i forskjellige fiskevev.

Genet for reseptoren er like viktig som genet for signalstoffet for at kommunikasjonen til hjernen skal fungere, og gruppen har nettopp beskrevet denne reseptoren i laks.

Den norsk-japanske samarbeidsgruppen har alt opprettet samarbeid med en svensk gruppe, og forskere fra flere andre land har meldt sin interesse. For tidlig kjønnsmodning hos fisk er nemlig et problem som rammer fiskeoppdrettere i alle land.

- Det er stor internasjonal interesse for dette arbeidet, forsikrer Rønnestad.